气孔产生的原因

在铝合金压铸件生产中所生产的工件常因气孔存在而导致报废，但是产生气孔的原因很多，在解决这一产品质量问题时常常无从下手，如何快速、正确地采取措施减少因气孔而造成废品率，这是各铝合金压铸厂家所关注的问题。
一、铝合金压铸件中气孔的分类
在铝合金压铸生产中，人们常笼统地把产品的孔洞称之为气孔，所产生的气孔是哪类气孔，并不为人们所详知，在此我们把气孔做个简单的分类：
1、精炼除气质量不良产生的气孔
在铝合金压铸生产中，熔化了的铝液浇注温度一般常在610oC至660oC，在此温度下，铝液中溶解有大量的气体（主要是氢气），氢气铝合金的溶解度与铝合金的温度密切相关，在660oC左右的液态铝液中约为0.69cmj/100g ，而在660oC左右的固态铝合金中仅为0.036 cm3/100g，此时液态铝液中含氢量约为固态的19-20倍。所以当铝合金凝固时，便有大量的氢析出来以气泡的形态存在于铝压铸件中。
减少铝水中的含气量，防止大量的气体在铝合金凝固时析出而产生气孔，这就是铝合金熔炼过程中精炼除气的目的。如果在铝液中本来就减少了气体的含量，那么凝固时析出气体量就会减少，因而产生的气泡也就变少，并显着减少。因此，铝合金的精炼是非常重要的工艺手段，精炼质量好，气孔必然少，精炼质量差，气孔必然多。保证精炼质量的措施是选用良好的精炼剂，良好的精炼剂是在660oC左右可以起反应产生气泡，所产生气泡不太剧烈，而是均匀不断的产生气泡，通过物理吸附作用，这些气泡与铝液充分接触，愈长愈好，一般要有6-8分钟的冒泡时间。
当铝合金冷却到300oC时，氢在铝合金中的溶解度仅为0.001 cm3/100g以下，此时仅为液态时的1/700，这种凝固后氢气析出而产生的气孔是分散的，细小的针孔，这不影响漏气和加工表面，肉眼基本看不见。
而在铝液凝固时因氢气析出所产生的气泡比较大，多在铝液最后凝固的部位，虽然也分散，但这些气泡常常导致渗漏。严重时常导致工件报废。
2、因排气不良产生的气孔
在铝合金压铸中，因模具的排气通道不畅，模具排气设计结构不良，压铸时型腔内的气体无法完全顺畅排出，造成在产品某些固定部位存在气孔。这种由模具型腔中气体成的气孔时大时小，气孔的内壁呈铝与空气氧化的氧化色，与氢气析出产生的气孔不同，氢气析出气孔内壁不如空气孔光滑，没有氧化色，而是灰亮的内壁。
对于因排气不良而产生的气孔，应改进模具的排气通道，及时清理模具排气通道上的残留铝皮是可以解决的。
3、因压铸参数不当而产生的卷气的气孔
在压铸

生产中压铸参数选择不当，铝水压铸充型速度过快，使型腔中气体不能完全及时平稳的挤出型腔，而被铝液的液流卷入铝液中，因铝合金表面快速冷却，被包在凝固的铝合金外壳中，无法排出形成了较大的气孔。这种气孔往往在工件表面之下，铝水进口比最后汇合处少，呈梨形或椭圆状，在最后凝固处多又大。
对于这种气孔应调整充型速度，使铝合金液流平稳推进，不产生高速卷气。
4、铝合金的收缩气孔与缩松
铝合金同其它材料一样，在凝固时产生收缩，铝合金的浇注温度愈高，这种收缩就愈大，单一的因体积收缩产生的气孔是存在于合金最后凝固部位。呈不规则形状，严重时呈网状。而往住在产品中，它与凝固时因氢气析出的气孔同时存在，在氢析出气孔或卷气孔的周围存在收缩气孔，在气泡周围有伸向外部的丝状或网状气孔。
对于这种气孔，应从浇注温度着手解决，在压铸工艺条件允许的情况下，尽量降低压铸时的铝水浇注温度。这样可以减少铸件的体积收缩，减少收缩气孔及缩松。
如果常在同部位出现这种气孔，可以考虑增加抽芯或冷铁，使其改变最后凝固部位，解决渗漏和缺陷问题。
5、因产品壁厚差过大而引起的气孔
产品的形状上常有壁厚差过大问题，往往又是不能改变产品的形状，在壁厚中心是铝水最后凝固的地方，也是最易产生气孔的部位，这种壁厚处的气孔是析出气孔和收缩气孔的混合体，不是一般措施所能防止的。
对产品的形状在设计时就应考虑减少壁厚不均匀，或过厚的问题，采取空心结构，在模具设计上应考虑增设抽芯或冷铁，或水冷，或增加模具此处的冷却速度。
在压铸生产中，注意此部位的过冷量，适当降低浇注温度等。
二、防止气孔的措施和途径
从上述气孔的分类中可知，在铝合金压铸生产中产品产生气孔的原因很多，但必须找出原因对症下药才能解决问题，我们建议：
1、保证铝合金熔炼的精炼除气质量，选用好的精炼剂除气剂减少铝水中的含气量，及时清除液面浮渣、泡子之类氧化物，防止再次带入气体进入压铸件中；
2、选择良好的脱模剂，所选用的脱模剂应是在压铸中不产生气体的，又有良好脱模性能的；
3、保证模具的排气通畅不堵死，排气顺畅，保证模具中的气体完全排出，尤其是在铝水最后聚合处排气通道必须通畅；
4、调整好压铸参数，充型速度不可过快，防止卷气；
5、降低浇注温度，最好不要高过660oC，YL-113铝合金的凝固温度不可低于580oC，YL-112铝合金不可低于585oC，一般常用的浇注温度应控制在610oC--640oC；
6、产品设计和模具

设计中应注意抽芯和冷却的使用，尽量减少壁差过大的缺点；
7、对常在固定部位出现的气孔，应从模具和设计上改善。
综上所述在压铸待业中，如果把上述七项措施落实，则铝合金的压铸产品气孔报废率可以明显降低，会显著提高产品的合格率。